崔涛 王康妮† 高凯歌 钱林勇

1) (扬州大学,物理科学与技术学院,扬州 225009)

2) (江苏师范大学,物理与电子工程学院,徐州 221116)

导模共振光栅是一种典型的平面波导共振结构,可在光栅表面或波导层内形成较强的局域电场,能增强光与物质的相互作用.本文在导模共振结构的光栅层和基底层之间,引入低折射率的多孔二氧化硅间隔层,显著增强了局域电场与增益介质的接触度.结果表明,引入多孔二氧化硅后,共振产生的电场增强区域上移至激光染料层,增加了激光染料与电场的相互作用,实现了激光出射增强.本文基于时域有限差分法,对结构参数进行分析优化,研究了820 nm共振波长激发下的出射激光特性,得到了连续的激光出射,其能量阈值约为2.5 mJ/cm2,线宽约为0.3 nm.本文提出的结构实现了对表面局域电场的有效调控,增强了激发光与增益介质的相互作用,不但可应用于激光器,还为其它发光器件的设计提供了参考.

1 引 言

染料激光器是以某种有机染料溶解于一定溶剂中作为增益介质,采用脉冲或连续光源作为抽运源的一类激光器.1966 年,Sorokin 和 Lankard[1]利用花菁类染料作为增益介质,在红宝石激光器抽运下首次获得激光辐射,自此染料激光器开始迅速发展.由于输出波长具有调谐范围广、输出功率高、尺寸小可用于集成化等优点,染料激光器被广泛应用于光谱检测、大气光学、医疗和军事等领域[2-5].光学谐振腔是激光器的另外一个重要组成部分,染……